1. Was ist eine Superbatterie?

Wir alle kennen herkömmliche Batterien. Große, leistungsstarke Batterien sind auch nicht neu. Die ersten Autos waren Elektroautos mit "Superbatterien", was viele heute gar nicht mehr wissen. Als das Auto zu Beginn des letzten Jahrhunderts entwickelt wurde, waren Elektromotoren mit Nickel-Eisen-Batterien als Stromquelle zunächst im Vorteil gegenüber dem Benzinmotor, erklärt Fokko Mulder, Professor für Energiespeicherung an der TU Delft in den Niederlanden. Sie basierten auf einer Erfindung von Thomas Edison. "Auf alten Fotos sieht man noch Porsches und T-Fords mit solchen Batterien." Später wurden die Batterien (aus Blei) nur noch als Anlasser verwendet. Seit Anfang dieses Jahrhunderts erleben große Batterien weltweit ein Comeback. Neben Elektroautos werden sie jetzt auch als Speicher verwendet, die mit dem Stromnetz verbunden sind. Sie sind für die Energiewende unverzichtbar.

2. Warum sind sie so wichtig?

Sonne und Wind sind auf dem Vormarsch. Nach Schätzungen der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) lag der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch in Deutschland damit im ersten Halbjahr 2022 bei rund 46 Prozent. Im Gesamtjahr 2021 waren es noch 41 Prozent. Gas- und Kohlekraftwerke sind regulierelbar und können an den Bedarf angepasst werden. Die Kapazitäten von Sonne und Wind sind nicht regulierbar. Daher kann es passieren, dass sie an einem sonnigen Tag mit viel Wind mehr Energie liefern, als wir brauchen, oder an einem bewölkten, windstillen Tag zu wenig. Das führt zu einem Problem bei der Stromversorgung.

Im Moment werden diese Spitzen und Täler von CO2-intensiven Kohle- und Gaskraftwerken ausgeglichen. Bei der Energiewende können Superbatterien diese Rolle übernehmen, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Knappheit wieder in das Netz einspeisen. "Batterien sind hervorragend für die kurzfristige Speicherung von nachhaltigem Strom geeignet", erklärt Professor Mulder.

3. Was ist die Rolle von Triodos?

In den Niederlanden beispielsweise hat das Start-up-Unternehmen Giga Storage zwei Superbatterien bauen lassen, die beide von Triodos Investment Management finanziert wurden. Die größte, die Buffalo in Lelystad mit einer Leistung von 25 Megawatt und einer Kapazität von 48 Megawattstunden, wurde Anfang Oktober von Klima- und Energieminister Jetten eingeweiht. Sie kann jährlich den Strombedarf von 9.000 Haushalten speichern.

„Unsere Einstellung ist: Wenn wir mehr nachhaltige Energie wollen und eine Überlastung des Netzes vermeiden wollen, muss etwas getan werden. Triodos war daher einer der ersten, der Superbatterien finanziert hat, zum Beispiel die von Semper Power, aber auch die von Giga Storage über unseren Investmentfonds", sagt Remko de Bie, Senior Relationship Manager Energy and Climate bei der Triodos Bank. "Wir sehen langsam, dass auch andere Banken Interesse zeigen. Genau das ist unsere Rolle als Vorreiter.“

4. Wie sieht es mit der Nachhaltigkeit der Metalle aus, die für die Superbatterien benötigt werden?

Die Rohstoffe für Superbatterien sind normalerweise Metalle wie Lithium, Kobalt, Mangan und Nickel. Ihre Gewinnung erfordert eine Menge CO2 und findet oft unter unsicheren Bedingungen statt. Ein Metall wie Kobalt ist knapp und im Kongo Gegenstand von Konflikten. Die erste Superbatterie von Giga Storage, die „Rhino“, enthielt tatsächlich das knappe Kobalt und das begehrte Nickel. Lars Rupert, CFO von Giga Storage: "Wir haben zertifiziertes Kobalt mit einem Zertifikat der Fair Cobalt Alliance gekauft, die die Arbeitsbedingungen und die Umwelt in den Minen überwacht. Für die „Buffalo“, die andere Superbatterie, haben wir statt dieser Schwermetalle Eisenphosphat verwendet, das weniger knapp ist und leichter abgebaut werden kann."

Was vorerst bleibt, ist die Abhängigkeit von China und somit von dem wichtigen Metall Lithium. "Derzeit ist China der mit Abstand größte Lieferant von Lithium-Batteriezellen", räumt Rupert ein. "So gern man auch weniger abhängig wäre, man hat kaum eine Wahl. Wir schauen uns westliche 'Integratoren' an, also Unternehmen, die ebenfalls Batterien bauen. Wir arbeiten an Alternativen zum chinesischenm Lithium, aber wir haben sie dieses Jahr noch nicht in Betrieb."

Und das Recycling?

"Die Rohstoffe der Lithium-Ionen-Batterien können noch nicht zu 100% recycelt werden", antwortet Remko de Bie. "Daran wird aber gearbeitet. Die Batterien halten etwa zehn bis 15 Jahre. Wenn die ersten Geräte das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, wird die Recyclingtechnologie voraussichtlich so weit fortgeschritten sein, dass wir sie zu 100 % recyceln können. Gleichzeitig sprechen wir mit Unternehmen, die die nächste Generation von Batterien entwickeln, die kein Lithium mehr benötigen und bei denen alle Rohstoffe wiederverwendet werden können. Wir sind noch nicht am endgültigen Ziel, aber auf einem guten Weg."

5. Braucht man auch eine Batterie für die Energiespeicherung zuhause?

Das könnte für Besitzer von Solarmodulen interessant werden, da man die erzeugte Energie für die Zeit ohne Sonnenschein nutzen könnte. Aber Remko de Bie sieht dafür nicht sofort einen Markt. "Heimbatterien kosten immer noch Tausende von Euro und haben eine begrenzte Speicherkapazität." Und mit der wachsenden Zahl von Elektroautos werden auch immer mehr Menschen eine große Batterie haben, die man als Hausbatterie nutzen kann. "Die ersten Elektroautos, die rückspeisen können (Vehicle to Grid) sind bereits auf dem Markt. Man braucht nur noch eine Ladestation, die man wieder aufladen kann. Die wird kommen."

Auch die Umweltberatungsorganisation MilieuCentraal ist nicht begeistert von der Hausbatterie. Zusätzlich zur Batterie des Elektroautos empfiehlt sie effizientere kollektive Speicher, in Form von Nachbarschaftsbatterien.

6. Jetzt kann die größte Superbatterie 9.000 Haushalte versorgen. Wie viele Superbatterien werden wir brauchen, wenn wir Strom bald (fast) vollständig nachhaltig erzeugen?

Um die Rolle der Gas- und Kohlekraftwerke, die eine konstante Stromversorgung garantieren, zu übernehmen, müssen viele Gigawatt an Kapazität zu den Superbatterien hinzugefügt werden. Allein in den Niederlanden reichen die Schätzungen für den Bedarf an Batteriestrom im Jahr 2050 von 30 bis 53 Gigawatt, je nach gewähltem Szenario. " Insgesamt haben wir derzeit etwa 0,15 Gigawatt installierte Kapazität in den Niederlanden" , sagt Remko de Bie.

Es muss also noch viel mehr in die Batteriespeicherung investiert werden. Und die Banken werden sich daran gewöhnen müssen, bei der Finanzierung ein gewisses "Marktrisiko" zu übernehmen, sagt De Bie.

7. Superbatterien sind (noch) nicht für die Langzeitspeicherung geeignet. Was können wir von grünem Wasserstoff erwarten?

Wasser kann mit überschüssiger Sonnen- oder Windenergie in Wasserstoff (in gasförmiger Form) und Sauerstoff gespalten werden - eine Technik, die Elektrolyse genannt wird. Dieser grüne Wasserstoff kann direkt am Produktionsstandort verwendet oder über ein Gasnetz oder Schiffe zu Industrieanlagen transportiert werden. So könnte zum Beispiel die Schwerindustrie grüner werden und die neuen Offshore-Windparks mit Strom versorgen (sonst müsste dies über lange, dicke Kabel auf dem Meeresboden geschehen). Grüner Wasserstoff eignet sich auch hervorragend für die saisonale Speicherung - im Sommer erzeugst du mehr, verbrauchst aber weniger, im Winter ist es umgekehrt - was Superbatterien (noch) nicht können.

Remko de Bie mildert die Erwartungen im Namen von Triodos: "Die Rolle von Wasserstoff ist wirklich etwas für die Zeit nach 2030. Wir beteiligen uns schon jetzt vorsichtig und unterstützen die ersten kleinen Projekte bei ihrer Entwicklung. Allerdings ist die Technologie noch nicht ausreichend entwickelt und das Angebot an grünem Strom ist noch nicht ausreichend. Außerdem ist der Preis für grünen Wasserstoff im Vergleich zu den Alternativen zu hoch. Leider lässt sich dieses Problem nicht durch eine Vergrößerung des Umfangs lösen, wie man es bei der Solar- und Windenergie gesehen hat."

Kann Wasserstoff dann als Batterie für die langfristige Speicherung von Strom dienen? Das wird nicht einfach sein. Bei der Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe von Strom geht Energie verloren und umgekehrt, wenn der Wasserstoff wieder in Strom umgewandelt wird. "Deshalb sehen wir Wasserstoff vor allem dann als eine hoffnungsvolle Technologie, wenn er sofort eingesetzt werden kann", sagt de Bie. "Zunächst, um den derzeitigen, fossilen Wasserstoffverbrauch in der Industrie zu ersetzen, wobei der Schwerlastverkehr wie die Schifffahrt eine gute zweite Option darstellt."

Wie auch immer, Professor Mulder weiß, dass "wir keine Zeit zu verlieren haben, denn ohne nachhaltige Energiespeicherung wird die Energiewende ins Stocken geraten."